Claims (2)
антилогарифматор, включенный между выходом блока сравнени и BkoflOM ана логового сумматора. Блок с регулируе мым коэффициентом передачи содержит параллельно соединенные операционный усилитель и логарифмирующий элемент (транзистор, включенный как диод), дифференциальное сопротивление которого обратно пропорционально величине протекающего через него посто нного тока 2. Однако, выполнение блока с регулируемым коэффициентом преобразовани на основе параллельно соединенных операционного усилител и логарифмирующего элемента ограничивает точнос преобразовани , динамический диапазон ло1арифмического преобразовател и его частотный диапазон. Причиной этого вл ютс ограниченные возможности реально существующих операционных усилителей,которые, будучи весьма дорогосто щими устройствами, не удовлетвор ют в полной мере пред вл емым требовани м по широкополосности , усилению и значению входного сопротивлени . Кроме того, на высоких частотах.погрешность преобразовани возрастает вследствие вли ни паразитных шунтирующих емкостей логарифмирующего элемента. Источником погрешности вл етс также наход щийс в цепи обратной св зи по управлению и участвующий в формировании управл ющего тока антилогарифматор , имеющий собственную погрешность преобразовани . Цель изобретени - повышение точ ности преобразовани и расширение . динамического и частотного Диапазона преобразовател . Цель достигаетс тем/ что логарифмический преобразователь, содержащий блок с регулируелам коэффицие том преобразовани , выпр митель и блок сравнени , первый вход которого соедиенн с выходом источника опо ного сигнала, а второй - с выходом выпр мител , вход которого соединен с выходом блока с регулируемым коэ фициентом преобразовани , управл ющий вход которого соединен с выходо блока сравнени , а информационный вход соединен с выходом аналогового сумматора, первый вход которого влЬетс входом логарифмического пре с рразовател , снабжен масштабным преобразователем, выход которого соединен со вторым входом аналогово го сумматора, а вход - с выходом блока с регулируемым коэффициентом преобразовани , выход блока сравнен вл етс выходом логарифмического преобразовател , при этом блок с регулируемым коэффициентом преобразовани содержит дифференциально включенные первый и второй транзисторы и преобразователь напр жени в ток, причем вход преобразовател на р жени в ток вл етс входом блока с регулируемым коэффициентом преобразовани , а выход соединен с объединенными эммитерами первого и второ- по транзисторов, база первого транзистора вл етс управл ющим входом блока с регулируемым коэффициентом преобразовани , база второго транзистора соединена с шиной нулевого потенциала, коллекторы первого и второго транзисторов через соответствующие первый и второй резисторь , нагрузки соединены с шиной питани. . На чертеже представлена функциональна схема логарифгдического преобразовател . Логарифмический преобразователь содержит блок 1 с регулируемым коэффициентом преобразовани , выпр митель 2, блок 3 сравнени , аналоговый сумматор 4, вход 5 логарифмического преобразовател , элемент б сравнени , усилитель 7 на выходе. Кроме того, на чертеже изображены источник 8 опорного сигнала, выход 9 логарифмического преобразовател , м сштабный преоЬразователь 10. Блок 1 с регулируемым коэффициентом преобразовани содержит пару дифференциально включенных транзисторов 11 и 12, преобразог ватель 13 напр жени в ток, резисторы 14 и 15 нагрузки и источник питани 16. Работает логарифмический преобразователь следующим образом. Входной сигнал переменного напр iжeни и подают на один из входов аналогового сумматора 4, на второй вход которого поступает сигнал переменного напр жени Од через масштабный преобразователь 10 с выхода блока 1. Суммарный сигнал Uj с выхода аналогового сумматора 4 подают на вход блока 1, откуда он порле обработки преобразователем 13 напр жени в ток и деффиринциально включенный парой транзисторов 11 и 12 поступает на входвыпр мител 2. Выпр мленный сигнал посто нного напр жени подают на один из входов блока 3 сравнени , где его сравнивают с опор ым напр жением Uon источника 8. Разностный сигнал посто нного на п р жени подают на управл ющий - вход блока 1 и прикладывают между базами транзисторов 11 и 12. Этот сигнал, формируемый в цепи обратной св зи по управлению блока 1, служит дл регулировани его коэффициента преобразовани таким образом, чтобы поддерживать напр жение на ... выходе выпр мител 2 равным опорному напр жению Uon источника 8. Вустановившемс режиме работа логарифмического преобразовател описываетс выражением и,)К|К5,- ,, ... (1) где К, Kj, коэффициенты преобразовани соответственно блока 1 с регулируемым коэффициентом преобразовани , выпр мител 2 и блока 3 сргшнени . Коэффициент преобразовани блока 1, выполненного на паре дифференци- ально включенных транзисторов 11 и 12 с коэффициентами усилени по току (L близкими к единице, выражаетс Следующей зависимостью N о l+expCUv/fr) где KQ - крутизна управл ющей характеристики; управл ющее напр жение, прикладываемое между базами транзисторов 11 и 12; Чт - тепловой потенциал р-п перех рехода транзисторов 11 и 1 Реша совместно-уравнени (1) и ( 2) относительно U, из уравнени ( 2) получим т, U. р r(Ul+ U2)KoKitK3 ,, U4,enl 0,+ иопКз / При условии Uj,n ,, которое ле ко выполн етс выбором нужного значени Kj, т.е. фактически установле нием необходимогокоэффициента усилени усилител 7, имеем м V. р r( U2)KoKit . 0„ -,--СП „ - 1J Jon Установив коэффициент преобразов ни масштабного преобразовател 10 равным и принима во внимание, чтоUi УВЫХ-К и Uoj, 2 / где Ufebix- выходное напр жение блока имеем Ven(u,-). Таким образом, при соответствующ выборе козффициёнтов К и К а с выхо да 9 логарифмического преобразовате л снимают сигнал посто нного напр жени , уровень которого измен етс пропорционально логарифму входного сигнала переменного напр жени и., либо логарифму отношени двух напр жений о V Т- П-г; иол где Uon может быть выпр мленным нап р жением от второго источника входного сигнала переменного напр жени Выходной сигнал U,j логарифкическ го преобразовател может быть испол зован дл цифровой индикации переме ного напр жени , измен ющегос в ши роком диапазоне значений. Устройство не имеет дорогосто щего операционно го усилител с ограниченным динамическим и частотным диапазоном и антилогарифматора, имеющего собстве ную погрешность преобразовани , что повысило точность преобразовани , расширило динамический и частотный диапазон по сравнению с известным, а также уменьшило его стоимость. Таким образом, предлагаемый логарифмический преобразователь имеет расширенный динамический диапазон, расширенный частотный диапазон в области высоких частот и более чем в 3 раза уменьшенную погрешность преобразовани по сравнению с известным. Формула изобретени 1.Логарифмический, преобразователь, содержащий блок с регулируемым коэффициентом преобразовани , выпр митель и блок сравнени , первый вход которого соединен с выходом источника опорftoro сигнала, а второй - с выходом выпр мител , вход которого соединен с выходом блока с регулируемьпл коэффициентом преобразовани , управл ющий вход которого соединен с выходом блока сравнени , а информационный вход соединен с выходом аналогового сумматора, первый вход которого вл етс входом логарифмического преобразовател , отличающийс тем, что, с целью повышени точности преобразовани и расширени динамического диапазона, он снабжен масштабным преобразователем, выход которого соединен со вторым входом аналогового сумматора, а вход - с выходом блока с регулируегвзм коэффициентом преобразовани , выход блока сравнени вл етс выходом логарифмического преобразовател . 2.Преобразователь по п.1, от личающийс тем, что блок с регулируемым коэффициентом преобразовани содержит дифференциально включенные первый и второй транзисторы и преобразователь напр жени в ток, причем вход преобразовател напр жени в ток вл етс входом блока с регулируемьлм коэффициентом преобразовани , а выход соединен с объединенными эмиттерами первого и второго транзисторов, база первого транзистора вл етс управл ющим входом блока с регулируемым коэффициентом преобразовани , база второго транзистора соединена с шиной нулевого потенциала, коллекторы первого и второго транзисторов через соответствующие первый и второй резисторчл нагрузки соединены с шиной питани . Источники .информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3562552, кл. 307-229, опублик. 1971. antilographter, connected between the output of the comparison unit and the BkoflOM analogue adder. The adjustable gain unit contains a parallel-connected operational amplifier and a logarithm element (a transistor connected as a diode), the differential resistance of which is inversely proportional to the DC current flowing through it 2. However, the implementation of the unit with an adjustable conversion factor is based on a parallel-connected operational amplifier and a logarithmic element limits the accuracy of the conversion, the dynamic range of the analogue converter and its h asthotic range. The reason for this is the limited capabilities of real-world operational amplifiers, which, being very expensive devices, do not fully meet the requirements of broadband, gain, and input impedance. In addition, at high frequencies, the conversion error increases due to the influence of the parasitic shunt capacitances of the log element. The source of error is also an anti-logarithm in the control feedback circuit and participating in the formation of the control current, which has its own conversion error. The purpose of the invention is to improve the accuracy of conversion and expansion. dynamic and frequency converter range. The goal is achieved by the fact that a logarithmic converter containing a block with regulators of a conversion coefficient, a rectifier and a comparison block, the first input of which is connected to the output of the signal source, and the second - to the output of the rectifier, whose input is connected to the output of the block the conversion input, the control input of which is connected to the output of the comparison unit, and the information input is connected to the output of the analog adder, the first input of which is the input of a logarithmic transducer A large scale converter, the output of which is connected to the second input of an analog adder, and the input to the output of a block with an adjustable conversion factor, the output of the block is compared to the output of a logarithmic converter, while the block with an adjustable conversion coefficient contains the first and second transistors and the converter voltage to current, where the voltage to current converter is the input of a unit with an adjustable conversion factor, and the output is connected with These emitters of the first and second transistors, the base of the first transistor is the control input of the block with an adjustable conversion factor, the base of the second transistor is connected to the zero potential bus, the collectors of the first and second transistors are connected to the power bus through the corresponding first and second resistors. . The drawing shows the functional diagram of the logarithmic converter. The logarithmic converter contains a block 1 with an adjustable conversion factor, a rectifier 2, a block 3 of comparison, an analog adder 4, an input 5 of a logarithmic converter, an element b of comparison, an amplifier 7 at the output. In addition, the drawing shows a reference signal source 8, a logarithmic converter output 9, a scale converter 10. The block 1 with an adjustable conversion factor contains a pair of differentially connected transistors 11 and 12, a voltage to current converter 13, and load resistors 14 and 15 power supply 16. The logarithmic converter operates as follows. The input signal of the alternating voltage izh and is fed to one of the inputs of the analog adder 4, the second input of which receives a signal of alternating voltage Od through the scale converter 10 from the output of block 1. The total signal Uj from the output of the analog adder 4 is fed to the input of block 1, from where it After processing by the voltage converter 13, the voltage is defifircionno connected by a pair of transistors 11 and 12 is fed to the input of the voltage 2. The rectified signal of the constant voltage is fed to one of the inputs of the comparison unit 3, where it is compared to the reference voltage Uon of the source 8. A differential signal of a constant across the voltage is fed to the control - input of block 1 and applied between the bases of transistors 11 and 12. This signal generated in the feedback circuit by control of block 1 is used to adjust its conversion factor so as to maintain the voltage on ... the output of the rectifier 2 is equal to the reference voltage Uon of the source 8. At the steady state operation of the logarithmic converter is described by the expression and,) K | K5, - ,, ... (1) where K, Kj, conversion factors accordingly, block 1 with an adjustable conversion ratio, rectifier 2 and block 3 with a switch. The conversion factor of block 1, performed on a pair of differentially connected transistors 11 and 12 with current gain factors (L close to unity, is expressed by the following relationship N o l + expCUv / fr) where KQ is the steepness of the control characteristic; a control voltage applied between the bases of the transistors 11 and 12; Th is the thermal potential of the pn junction transition of the transistors 11 and 1 of the Resa jointly Eqs. (1) and (2) with respect to U, from Eq. (2) we get t, U. p r (Ul + U2) KoKitK3 ,, U4, enl 0 , + oopkz / Under the condition Uj, n ,, which is performed by selecting the desired Kj value, i.e. In fact, by establishing the necessary gain coefficient of amplifier 7, we have m V. p r (U2) KoKit. 0 „-, - SP„ - 1J Jon By setting the transform coefficient of the scale converter 10 to be equal and taking into account that Ui OUKK and Uoj, 2 / where Ufebix is the output voltage of the unit, we have Ven (u, -). Thus, with an appropriate choice of K and K coefficients from the output of the 9th logarithmic converter, a DC signal is removed, the level of which varies in proportion to the logarithm of the input signal of the AC voltage and .or or the logarithm of the ratio of two voltages about V T - P -g; iol where Uon can be rectified by a voltage from a second AC input source. The output signal U, j of a logarithmic converter can be used to digitally indicate a voltage that varies in a wide range of values. The device does not have an expensive operational amplifier with a limited dynamic and frequency range and an anti-logarithm with its own conversion error, which increased the conversion accuracy, expanded the dynamic and frequency range in comparison with the known, and also reduced its cost. Thus, the proposed logarithmic converter has an extended dynamic range, an extended frequency range in the high-frequency region, and a more than 3 times lower conversion error compared to the known one. 1. Logarithmic, a converter containing a block with an adjustable conversion factor, a rectifier and a comparison block, the first input of which is connected to the output of a source of signal supports, and the second to the output of a rectifier whose input is connected to the output of the block with an adjustable conversion factor, the control input of which is connected to the output of the comparison unit, and the information input is connected to the output of the analog adder, the first input of which is the input of a logarithmic converter, different yuschiys in that, in order to increase the accuracy of conversion and expansion of the dynamic range, it is provided with a large-scale converter, whose output is connected to the second input of the analog adder, and the input - to the output of a reguliruegvzm conversion coefficient block output comparator is the output of the logarithmic converter. 2. The converter according to claim 1, wherein the block with an adjustable conversion ratio comprises a differentially connected first and second transistors and a voltage-to-voltage converter, wherein the input of the voltage-to-current converter is an input of the block with an adjustable conversion factor, and the output connected to the combined emitters of the first and second transistors, the base of the first transistor is a control input of the block with an adjustable conversion factor, the base of the second transistor is connected to the bus Nya Ullevi potential, collectors of the first and second transistors through the respective first and second rezistorchl load connected to the power bus. Sources of information taken into account in the examination 1. US Patent No. 3562552, cl. 307-229, pub. 1971.
2.Патент США № 3502952, кл. 321-8, онублик. 1970 (прототип).2. US patent number 3502952, cl. 321-8, onlib. 1970 (prototype).